4. Глинисто-песчаный Тунгусский метеорит

 

На основе развиваемой концепции ранее автором было высказано предположение, что Тунгусский метеорит представлял собой обломок ядра эруптивной кометы, а выпавшее в районе катастрофы вещество имело дифференцированный состав, мало отличающийся от состава земных осадочных изверженных пород [Дмитриев, 1998в, 1999б, 2000].

 

 

 

 

 Интересно также отметить, что стримергласы обнаруживаются и в некоторых углеродсодержащих частицах, найденных Г.А. Сальниковой [2000б] в эпицентре катастрофы. Можно предположить, что эти частицы принадлежали пылевой корке , которая образуется на поверхности кометного ядра в результате испарения летучих веществ. Эта корка и внутренняя масса кометного ядра являются своеобразным конденсатором, который заряжается при взаимодействии с солнечным ветром. При достижении критического потенциала происходит электрический пробой “кометного конденсатора” [Ибадов, 1976]: часть корки разрушается и находящиеся под коркой кометные газы вырываются наружу, что приводит к резкому увеличению блеска комет. В свою очередь, возникшая реактивная сила приводит к изменению орбиты и момента вращения кометного ядра [Новикова, Смирнов, Чепурова, 2000]. Вполне вероятно, что стримергласы, наблюдаемые в углеродсодержащих частицах произошли в результате именно такого пробоя поверхностной корки Тунгусского метеорита.

Нельзя также исключить, что некоторые стекла, согласно гипотезе А.П. Невского [1992], могли образоваться в результате электроразрядного пробоя, который мог произойти между летящим метеоритом и Землей. Однако, несмотря на огромный объем наблюдений за полетом даже крупных болидов, пока никто не наблюдал таких электрических разрядов. Если даже допустить, что такой разряд при Тунгусском взрыве все же был и привел к образованию стекол, то состав этих стекол должен быть близок к составу метеорита, а фульгуриты, образовавшиеся в грунте, должны и сейчас находиться на своих местах, но пока их никто не обнаружил.

В результате астрономического анализа полета Краснотуранского болида было высказано предположение, что метеороид, породивший этот болид, являлся орбитальным попутчиком Тунгусского метеорита [Дмитриев, 1998б]. Однако пока нет данных о подобии составов Тунгусского метеорита и ионесситов, но, так как значительная часть находок субтектитов, а следовательно и их родительской породы, имеет низкокремнекислый и умеренно кремнекислый состав [Дмитриев, 1999а], то можно ожидать, что такой же состав должна иметь и большая часть выпавшего тугоплавкого вещества Тунгусского метеорита.

Исследования Е.М. Колесникова [1980] по определению степени обогащения различными элементами катастрофного слоя торфа 1908 г. показали, что этот слой значительно обогащен как главными химическими элементами - Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Ti, Fe, а также Co и Ni, так и рядом летучих элементов. Эти данные не входят в противоречие с предлагаемой эруптивной природой Тунгусского метеорита.

Для окончательного решения проблемы вещества Тунгусского метеорита разработана специальная программа “Тектит-98” [Дмитриев, 2000].

По результатам просмотра проб выявлено, что наибольшая плотность стримергласов (до 30 штук в поле зрения микроскопа, равном 4 мм при одном николе) наблюдалась в пробе, взятой Г.А. Сальниковой у основания горелого пня, бывшего “телеграфника”. По-видимому, осевшая на ствол дерева пыль, образовавшаяся после взрыва Тунгусского метеорита, была смыта осадками к основанию ствола. Поэтому этот весьма перспективный вариант поиска вещества Тунгусского метеорита будет включен в следующую редакцию программы “Тектит”. Одновременно можно полагать, что стримергласы, выделенные из торфяных колонок помогут довольно точно устанавливать глубину залегания катастрофного слоя торфа, что крайне важно при проведении исследований по выявлению космохимических аномалий.

В научной литературе глубоко закрепилось мнение, что до сих пор, несмотря на огромный объем проведенных исследований, так и не было найдено ни одного миллиграмма вещества, которое можно отождествить с Тунгусским метеоритом. Но стоит только принять “концепцию трех гипотез”, как окажется, что вещество и даже фрагменты Тунгусского метеорита давно уже обнаружены, однако исследователи принимали их за земные образования или вообще никак не комментировали. Наиболее ярко такие находки описаны Л.А. Куликом, который придавал им большое значение. Ниже представлен перечень таких находок с попытками объяснить их природу с позиции “концепции трех гипотез”, т.е. одновременного принятия гипотезы извержения комет, гипотезы кометной доставки тектитов на Землю и кометной природы Тунгусского метеорита. Эту концепцию автор взял на вооружение с самых первых своих статей, посвященных решению проблем Тунгусского метеорита и тектитов [Дмитриев, 1985, 1987]. Окончательно она была сформулирована в работах [Дмитриев, 1999б, 2000].

Остроугольное мельчайшее вещество.

".....проба минерального материала на дне заболоченных низин среди бугристых торфяников в северной половине центральной платформы показала наличие мелкораздробленного остроугольного мельчайшего вещества, родственного траппам окружающих горных пород и аналогичного "горной муке" метеоритных кратеров" [Кулик, 1939]. По словам Е.Л. Кринова [1949], Л.А. Кулик принял найденное вещество за горную муку, которая образовалась при ударном дроблении горных пород. В этом он также усмотрел метеоритную природу округлых депрессий. По имеющимся данным [Кринов, 1975], горная мука может встречаться в метеоритных кратерах размером с Сусловскую воронку и более. Однако как же можно объяснить находки Л.А. Куликом горной муки в воронках значительно меньшего диаметра? Что же тогда могло представлять собой остроугольное вещество? Вразумительный ответ на этот вопрос сегодня отсутствует.

Наиболее вероятно, что это вещество являлось не горными породами, раздробленными ударом, а разрушенными остатками кометных метеоритов, выпавших на местность. Воронки образовались только на торфяниках, выполнивших роль фотопластинки, на которой проявились следы падения. Это, по-видимому, произошло из-за нарушения теплоизоляционных свойств поверхностных слоев торфа, что явилось спусковым механизмом для развития термокарстовых процессов, которые, как показал Б.И. Вронский [1960], привели к увеличению размеров воронок. Сами же метеориты состояли из упрочненной мелкозернистой осадочной породы типа глинисто-песчаного алевролита - родоначального вещества тектитов и субтектитов. За время, прошедшее с момента падения, глинистая составляющая была размыта водой, а оставшиеся частицы стекла, зерен кварца, полевых шпатов, пироксенов и др. придали “остроугольность” мельчайшему веществу, что собственно и обнаружил Л.А. Кулик.

 

Кусочек стекловатого шлака.

Взойдя на одну из сопок, окружающих Великую котловину, Л.А. Кулик увидел в районе северо-западного и северного торфяников несколько десятков воронок "донельзя" похожих на лунные кратеры. Он сходу принял их за метеоритные кратеры и приступил к детальному изучению одной из них, названной им "Сусловской".

Л.А. Кулик не сомневался, что Тунгусский метеорит был железным. Он считал, что только массивные железные метеориты благодаря своей прочности могли, не разрушившись в атмосфере, достичь поверхности земли и образовать кратеры при ударе. Однако трехлетняя тяжелая работа по расчистке воронки и даже бурение ее дна не принесли желаемого результата. Каких-либо явных признаков метеоритного происхождения воронки обнаружить не удалось. Однако в ее борту было зафиксировано перемешивание слоев торфа, а в донных илах было обнаружено мельчайшее остроугольное вещество, не свойственное илам. Но одна находка все же имела место.

Из письма А.Л. Кулика члену Географического общества И.М. Суслову. Архив КМЕТ (письмо без даты, предположительно 1929 года).

"<<.....>>. И еще последнее. Это - сенсация. Нужно быть осторожным: но мне нельзя удержаться от того, чтобы не сказать об этом тебе. В последнюю минуту перед отъездом на Ванавару по вызову Сибторга рабочие подняли с привезенным с Сусловской воронки грунтом кусочек стекловатого шлака. Это первая ласточка, факт, требующий еще проверки, но тем не менее он произвел на нас огромное впечатление. Ты понимаешь, почему!"

Значительно позже, Л.А. Кулик [1939] в статье, представленной академиком В.И. Вернадским в “Доклады АНСССР”, так написал об этой находке: "На поверхности борта круглой депрессии в 200м к W от "Метеоритной заимки" в глинах было обнаружено 1/2 кг голубоватого полупрозрачного пузыристого стекла, давшего при анализе следы Ni." Следует заметить, что тектиты, по сравнению с земными осадочными породами, характеризуются несколько повышенным содержанием никеля.

Так как эта находка хорошо вписывается в развиваемую автором концепцию, стоит подробно остановиться на ее истории.

Приняв по внешним признакам шлак за силикаглас, часто встречающийся в метеоритных кратерах, Л.А. Кулик счел его как дополнительный довод в пользу метеоритной природы депрессий. Однако впоследствии, уже после гибели Л.А. Кулика, появилась версия Е.Л. Кринова [1949], что это стекло являлось не чем иным, как оплавленным при пожаре бутылочным стеклом. При этом никаких доказательств такого варианта происхождения находки представлено не было. Далее эту версию растиражировал В.И. Вронский в своей популярной брошюре “Тропой Кулика” [1977].

Сомнение в правильности версии Е.Л. Кринова у автора появилось довольно давно [Дмитриев, 1986]. К сожалению, предпринятая попытка отыскать следы этой находки не дала результатов. Однако несложно показать, что оплавленный кусочек шлака не мог иметь никакого отношения к якобы оплавившейся при пожаре бутылке. Нельзя принимать в расчет и предположение Л.А. Кулика об импактном происхождении стекла. Образование импактитов в малых кратерах, подобных Сусловкой воронке, невозможно, из-за малых скоростей падения метеорита.

Физический процесс образования пузыристости, при принятии версии Е.Л. Кринова, нетрудно себе представить. Бутылочное стекло вначале должно расплавиться, затем закипеть, после чего кипящее жидкое стекло должно очень быстро застыть. Если для быстрого застывания расплава еще можно придумать какой-нибудь правдоподобный сценарий (например, расплав вылился на сырой мох или в воду), то заставить закипеть стекло при пожарах подобного рода - невозможно в принципе. Дело в том, что температура кипения стекла значительно превышает 2300 К. Такая температура абсолютно недостижима при горении деревянных построек.

Стекла подобного рода не могут принадлежать к местным породам и должны быть, согласно предложенной выше концепции, материалом Тунгусского метеорита, вероятнее всего, это был субтектит. Расположение стекла в борту Сусловской воронки, по-видимому, носит не случайный характер и дает дополнительный довод в пользу ударного происхождения депрессии. В пользу ударного происхождения говорит также наличие рядом “паразитной” воронки, что довольно характерно для сдвоенных (парных) кратеров.

 

Шарики никелистого железа.

"....в донных илах "Южного болота" близ восточного центра падения автор нашел под микроскопом редкие серебристо-белые шарики ковкого никелистого железа в ассоциации со сплавленными в группы и грозди округлыми зернами кварца" [Кулик, 1939].

Значительно позже, уже в послевоенное время, А.А. Явнелем [1957] были проведены исследования донных проб Л.А. Кулика. Из проб под микроскопом были извлечены металлические частицы: стружки, шарики, гантели. Анализ дал высокое содержание никеля (табл. 4), что говорит об их метеоритном происхождении. Однако, позже для объяснения отсутствия других находок металлических частичек в районе катастрофы при последующих экспедициях на свет появилась версия , что пробы Л.А. Кулика были загрязнены веществом Сихотэ-Алиньского железного метеорита во время их хранении в Комитете по метеоритам.

Но можно предложить иную версию, позволяющую полагать, что эти металлические частицы все же могли быть материалом Тунгусского метеорита. Выше было показано, что ионесситы выпали из того же метеорного потока, из которого произошел и Тунгусский метеорит, кроме того, также установлено удивительное сходство составов ионесситов-пемз и пемзы, выпавшей в составе железного метеорита Стерлитамак. Все это указывает, что ионесситы, метеориты Стерлитамак и Тунгусский, возможно, имели общее происхождение (см. табл. 3).

Состав некоторых железных метеоритов и металлических метеоритных частиц

Таблица 3

Наименование	Ni	Co
Металлические частицы, предположительно Тунгусского метеорита	7,0	0,7
Метеорит Стерлитамак	7,71	0,56
Метеорит Сихотэ-Алиньский	6,0	0,6

 

Следует также добавить, что имеются сведения, собранные Л.А. Куликом у эвенков, о якобы имевших место находках металлических кусков: "тотчас после падения метеорита эвенки находили на обугленной почве в центре бурелома куски (с кулак величиной) белого блестящего металла, могущего быть в данной обстановке и согласно их описанию только железным метеоритом" [Кулик, 1939]. Однако до сего времени ни одного железного метеорита в районе катастрофы пока не обнаружено.

Последующие исследования района катастрофы, предпринятые Комитетом по метеоритам под руководством К.П. Флоренского, многочисленными комплексными самодеятельными экспедициями под патронажем Томского и Новосибирского Государственных университетов, при активном участии ученых и специалистов других организаций и институтов, а также большого числа энтузиастов, был установлен ряд фактов, который для дальнейших рассуждений будет представлять определенный интерес.

 

Магнетитовые шарики.

Экспедициями К.П. Флоренского было найдено большое количество магнетитовых шариков, имеющих повышенное содержание никеля, что может указывать на их принадлежность к Тунгусскому метеориту. При этом оказалось, что район с наибольшей плотностью частиц смещен к северо-западу относительно эпицентра катастрофы. Это смещение хорошо объясняется действием ветра на облако продуктов взрыва [Флоренский и др., 1960].

Стоит отметить, что магнетитовые шарики также встречаются в тектитах. Так, Г.Г. Воробъев [1959] обнаружил в филиппинитах полые магнетитовые шарики 1-2 мм в диаметре, располагающиеся на или вблизи поверхности тектитов. Титаномагнетитовые и магнетитовые шарики и частицы наблюдаются в ионесситах и других субтектитах [Дмитриев, 1999а].

Силикатные шарики.

Бесчисленное количество анализов содержимого катастрофного слоя торфа показало, что подавляющая часть вещества в слое представлена сферической фракцией аэрозолей, имеющей в основном силикатный состав [Васильев, 1986]. Исследовав несколько силикатных шариков, американский геохимик Б. Гласс [Glass, 1969] нашел некоторое сходство составов шариков и тектитов. Кроме того, другие шарики по ряду параметров оказались близкими к тектитам Муонг-Нонг [Колесников, Люль, Иванова, 1976]. Е.М. Колесников [1980] предположил, что этот тип шариков образовался при высокотемпературном атмосферном взрыве кометы, а высокое содержание в шариках кремнезема он объяснил происшедшей при этом частичной дифференциацией вещества. С позиции “концепции трех гипотез” силикатный состав выпавшей пыли, включая микротектиты, может отражать первичный состав Тунгусского метеорита.

Некоторую аналогию, связанную с массированным выпадением мелкодисперсного вещества, можно провести на основании данных по бразильскому "двойнику" Тунгусского метеорита. После его падения в 1930 году огромные площади сельвы покрылись белым налетом, т.е. распыленным веществом Бразильского метеорита [Кулик, 1931]. Так как в настоящее время место падения Бразильского метеорита хорошо известно желательно провести исследования почвенных проб на наличие стримергласов. Такие же исследования интересно провести в районах взрывов Чулымского и Кулужского болидов.

 

Термолюминесцирующие минералы.

Под руководством Б.Ф. Бидюкова [1988] были проведены обширные исследования района катастрофы на предмет обнаружения термолюминесценции почв. Были установлены границы области с повышенным уровнем термовысвечивания в зоне от 6 км до 15 км вокруг эпицентра с некоторым снижением этого уровня в эпицентре взрыва. Основными термолюминесцирующими минералами были кварц и полевые шпаты. Б.Ф. Бидюков полагает, что свою светосумму минералы приобрели в результате радиационного воздействия взрыва, а снижение термолюминесценции в эпицентре взрыва он объяснил "отжигом" минералов вследствие воздействия тепловой радиации. Последнее предположение встречает серьезные возражения. Дело в том, что "отжиг" минералов требует температуры порядка 600 К, тепловой же импульс на грунт действовал всего несколько секунд. Минеральная составляющая грунта была экранирована растительным покровом, а поэтому ее нагрев до столь высоких температур практически невозможен.

С позиций “концепции трех гипотез” можно предложить альтернативный вариант, объясняющий такую особенность термолюминесценции почв района катастрофы. Концепция дает возможность предположить, что термолюминесцирующие минералы, кварц и полевые шпаты, являлись не материалом почв, а были привнесены Тунгусским метеоритом. Снижение уровня термолюминесценции в эпицентре можно объяснить также отжигом минералов, но находящихся непосредственно в зоне взрыва метеорита. Так, в работе [Светцов, 1996] расчетами показано, что тепловой поток, действующий на осколки метеорита в зоне, взрыва, был настолько высок, что это привело к их полному испарению. Однако периферийные области взрыва могли быть экранированы пылью, а заполнившее эти области диспергированное вещество метеорита не подверглось столь высокому нагреву и могло выпасть на землю. В дальнейшем, благодаря процессам выветривания, выпавшие минералы вошли в состав почв. Вопрос о процессах способствующих накоплению минералами Тунгусского метеорита своих светосумм, рассмотрен в начале раздела.

Просмотр частиц Тунгусского метеорита, помеченных стримергласами, дает возможность грубо определить температуру в зоне взрыва метеорита. Прогрев проб в тигле при температуре ~1000 K приводил к тому, что часть стримергласов исчезала, вероятно по причине их размягчения. Это, по-видимому, связано с тем, что эти стримергласы имели повышенное содержание щелочей, а как известно, температура размягчения щелочных стекол как раз и находится около 1000 К. Таким образом, температура в центре взрыва должна находиться в пределах 600-1000 К, что позволило даже диспергированному веществу метеорита не испариться и выпасть на окружающую местность. Эти данные показывают, что тепловые потоки рассчитанные в [Светцов, 1996], были или слишком завышены, или найденные в эпицентре частицы были занесены воздушными потоками с периферийных зон взрыва.

 

Кусочки шлаковидных частиц.

При взятии проб из торфа исследователям иногда попадались небольшие шлаковидные частицы. Так например, в работе [Кирова, Заславская, 1966] упоминается о находках шлаковидных силикатных частиц неправильной формы, внешне похожих на импактиты, размером в среднем 0,5х0,5х0,5 мм. Г.А. Сальниковой [2000а] обнаружены в пробах, взятых из каменных карманов, шлаковидные частицы. Автором под микроскопом в них были обнаружены стекла и стримергласы. Однако детально шлаковидные частицы ни в том, ни в другом случае не изучались.

 

Обломки окварцованных песчаников.

В эпицентральной зоне катастрофы, в воронкообразной яме были обнаружены два обломка сильно окварцованных песчаников, совершенно нетипичных для данной местности [Анфиногенов, Будаева, 1998].

Этот перечень далеко не исчерпывает многочисленные находки предполагаемого вещества Тунгусского метеорита.

 

Так что же представлял собой Тунгусский метеорит? Чтобы ответить на этот вопрос необходимо принять во внимание следующие факты.

Во-первых, как было показано выше, тектиты и субтектиты являлись фульгуритами внеземного происхождения и входили в тугоплавкую составляющую кометных ядер.

Во-вторых, многочисленными исследованиями тектитов установлено, что они произошли в результате плавления осадочных горных пород [Тектиты, 1966].

В третьих, исследования субтектитов показали, что ионесситы-шлаки образовались в результате плавления осадочной породы глинисто-песчаного алевролита.

В четвертых, Краснотуранский метеороид являлся орбитальным попутчиком Тунгусского метеорита и по-видимому имел с ним общее происхождение [Дмитриев, 1998б].

В пятых, наиболее вероятно, что найденное Л.А. Куликом мельчайшее остроугольное вещество, выпавшее в составе кометных метеоритов, являлось родоначальным веществом субтектитов

Принимая всю совокупность изложенных фактов и опираясь на “концепцию трех гипотез”, можно полагать, что Тунгусский метеорит представлял собой конгломерат из осадочных пород типа глинисто-песчаного алевролита с включениями стекол, шлаков, пемз, железно-никелевых метеоритов и, возможно, судя по разнообразному составу субтектитов [Дмитриев, 1999а], некоторых пород иного состава. Наличие воды и других летучих компонентов в Тунгусском теле весьма проблематично. Дело в том, что орбита Тунгусского метеорита заходит даже внутрь орбиты Меркурия, что приводит к значительному нагреву поверхностных слоев метеорита, до ~640 К в перигелии. Поэтому можно ожидать, что вода и смерзшиеся газы были в значительной мере им потеряны. Учитывая малый возраст Тунгусского метеорита, можно предположить, что его сердцевина все еще могла остаться промороженной и поэтому имела повышенную прочность. Не исключено, что выпавшие обломки алевролита в эпицентре катастрофы являлись раздробленными частями сердцевины Тунгусского метеорита.

Такой вывод по строению кометных ядер косвенным образом подтверждают исследования пылевых хвостов короткопериодических комет ИСЗ IRAS. Оказалось, что их ядра теряют большую часть своей массы в виде крупных тугоплавких частиц, при этом отношение массы этих частиц к массе летучих равно 3. Высказано предположение, что такие кометные ядра похожи скорее на "смерзшиеся комья грязи", а не на "грязные комья снега" [Sykes, Walker, 1991]. В связи с этим интересно так же отметить, что И.Т. Зоткин [1989], пытаясь подобрать вещества, которые бы соответствовали физике разрушения Тунгусского метеорита, привел в качестве примера закаленное стекло и слабо связанные песчаники.